KR101186079B1 - 액정표시장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시패널의 피드백 전압에 따라 게이트라인들에 공급되는 게이트펄스의 스윙폭을 조절할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것으로, 액정표시패널로부터 피드백되는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하기 위한 A/D 컨버터; A/D 컨버터에 의해 변환된 디지털 피드백 전압에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러; 및 게이트펄스 제어신호에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 액정표시패널로 공급하는 게이트 구동부를 포함한다.
액정표시장치, 게이트펄스, 스윙폭, 차징

Description

액정표시장치 및 그의 구동 방법{LCD and drive method thereof}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 각 픽셀의 등가 회로도이다.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도이다.
도 3은 종래의 액정표시장치의 구동 특성을 나타낸 특성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100, 200, 300: 액정표시장치 110: 액정표시패널
120: 데이터 구동부 130: 게이트 구동부
140: 감마기준전압 발생부 150: 백라이트 어셈블리
160: 인버터 170: 공통전압 발생부
180: 게이트구동전압 발생부 190, 220, 310: 타이밍 컨트롤러
210: A/D 컨버터 320: 제어부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시패널의 피드백 전압에 따라 게이트라인들에 공급되는 게이트펄스의 스윙폭을 조절할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하며, 그리고 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 입력 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.
TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.
액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.
스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이 때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 픽셀들을 구비하는 종래의 액정표시장치의 구성을 대하여 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 액정표시장치(100)는, 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 게이트라인(GL1 내지 GLn)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 액정표시패널(110)의 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위 한 백라이트 어셈블리(150)와, 백라이트 어셈블리(160)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(160)와, 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(170)와, 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(130)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(180)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(190)를 구비한다.
액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 액정표시패널(110)의 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인(GL1 내지 GLn)을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. TFT의 턴-온시 데이터라인(DL1 내지 DLm) 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래 치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(130)는 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다.
감마기준전압 발생부(140)는 액정표시장치(100)가 장착되는 시스템, 일예로 텔레비젼 수상기와 같은 영상표시기기의 제어부(미도시)로부터 공급되는 0V 내지 3.3V의 전원전압(VCC)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.
백라이트 어셈블리(150)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 인버터(160)로부터 공급되는 교류 전압과 전류에 의해 발광되어 광을 액정표시패널(110)의 각 픽셀로 조사한다.
인버터(160)는 내부에 발생되는 구형파신호를 삼각파신호로 변화시킨 후 삼각파신호와 상기 시스템으로부터 공급되는 직류 전원전압(VCC)을 비교하여 비교결과에 비례하는 버스트디밍(Burst Dimming)신호를 발생한다. 이렇게 내부의 구형파신호에 따라 결정되는 버스트디밍신호가 발생되면, 인버터(160) 내에서 교류 전압 과 전류의 발생을 제어하는 구동 IC(미도시)는 버스트디밍신호에 따라 백라이트 어셈블리(150)에 공급되는 교류 전압과 전류의 발생을 제어한다.
공통전압 발생부(170)는 상기 시스템으로부터 전원전압(VCC)을 공급받아 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 액정셀(Clc)들의 공통전극에 공급한다.
게이트구동전압 발생부(180)는 상기 시스템으로부터 공급되는 3.3V의 전원전압(VCC)을 인가받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 게이트구동전압 발생부(180)는 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 TFT의 문턱전압 이상이 되는 게이트 하이전압(VGH)을 발생하고 TFT의 문턱전압 미만이 되는 게이트 로우전압(VGL)을 발생한다. 이렇게 발생된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)은 각각 게이트 구동부(130)에 의해 발생되는 스캔펄스의 하이레베전압과 로우레벨전압을 결정하는데 이용된다.
타이밍 컨트롤러(190)는 디지털 비디오 카드(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하고, 게이트구동 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함 한다.
그리고, 타이밍 컨트롤러(190)는 게이트 구동부(130)로부터 출력되는 게이트펄스의 스윙폭 조절에 이용되는 게이트쉬프트클럭(GSC)을 발생하여 게이트 구동부(130)로 공급하는데, 이때 발생되는 게이트쉬프트클럭(GSC)의 하이레벨전압과 로우레벨전압은 각각 3.3V와 0V이다. 이러한 게이트쉬프트클럭(GSC)이 공급되면, 게이트 구동부(130)는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 이용하여 게이트펄스의 하이레베전압과 로우레벨전압을 결정한다.
즉, 게이트 구동부(130)는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트 하이전압(VGH)에 비례하는 게이트펄스의 하이레벨전압을 결정하고 게이트 로우전압(VGL)에 비례하는 게이트펄스의 로우레벨전압을 결정하여 도 3의 (A)에 도시된 바와 같은 스윙폭을 갖는 게이트펄스를 발생한다.
예를 들어, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 게이트펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압이 각각 12V와 -5V로 결정되는 경우, 하이레벨전압 12V는 게이트 하이전압(VGH)에 비례하여 결정되고 로우레벨전압 -5V는 게이트 로우전압(VGL)에 비례하여 결정되되, 게이트펄스의 스윙폭은 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 결정된다.
도 3의 (A)에서와 같이 게이트펄스의 스윙폭이 결정되면, 데이터 구동부(120)로부터 액정표시패널(110)에 입력되는 데이터에 의한 차징이 차징구간(d1)에서 일어나며, 또한 디스차징도 차징구간(d1) 내에서 일어난다.
이와 같이 게이트 구동부(130)로부터 출력되는 게이트펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압이 각각 12V와 -5V인 경우, 차징구간(d1)의 모든 구간에서 풀차징이 이루어진다.
그러나, 주변의 고온 환경에 의해 액정표시패널(110) 내의 저항 성분이 변화되면, 게이트 구동부(130)로부터 액정표시패널(110)에 공급된 게이트펄스의 스윙폭이 감소됨으로써 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 게이트펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압이 각각 7V와 -3V로 감소된다.
이렇게 주변의 고온 환경에 의해 액정표시패널(110)에 입력된 게이트펄스의 스윙폭이 감소되면, 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 차징구간(d1)의 일부 구간에서만 액정표시패널(110)의 입력 데이터에 의한 차징이 일어날 뿐 풀차징이 일어나지 않는다.
이와 같이 종래의 액정표시장치는 주변의 고온 환경에 의해 액정표시패널(110) 내부의 저항 성분이 변화되는 경우 입력 데이터에 의한 풀차징을 수행하지 못함으로써 화면의 화질이 나빠지는 문제점이 있었다. 특히, 종래의 액정표시장치의 경우, 타이밍 컨트롤러(190)가 소정의 실행프로그램에 따라 일정한 게이트쉬프트클럭(GSC)만을 게이트 구동부(130)로 공급하기 때문에 게이트 구동부(130)로부터 출력되는 게이트펄스의 스윙폭을 임의로 조절하지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액정표시패널의 피드백 전압에 따라 게이트라인들에 공급되는 게이트펄 스의 스윙폭을 조절할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널의 피드백 전압에 따라 게이트라인들에 공급되는 게이트펄스의 스윙폭을 조절함으로써, 주변의 고온 환경에 관계없이 항상 일정한 게이트펄스를 액정표시패널에 공급할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 주변의 고온 환경에 관계없이 항상 일정한 게이트펄스를 액정표시패널에 공급함으로써, 액정표시패널의 입력 데이터에 의한 차징이 모든 차징구간에서 일어날 수 있도록 하는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 주변의 고온 환경에 영향을 받음없이 액정표시패널의 입력 데이터에 의한 차징이 모든 차징구간에서 일어나도록 함으로써, 최적의 화질을 유지할 수 있는 액정표시장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액정표시패널로부터 피드백되는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하기 위한 A/D 컨버터; 상기 A/D 컨버터에 의해 변환된 디지털 피드백 전압에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 게이트펄스 제어신호에 따라 상기 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 상기 액정표시패널로 공급 하는 게이트 구동부를 포함한다.
본 발명은 액정표시패널을 구동시키기 위한 초기화 상태에서 게이트쉬프트클럭을 발생하는 타이밍 컨트롤러; 상기 액정표시패널로부터 피드백되는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하기 위한 A/D 컨버터; 상기 A/D 컨버터에 의해 변환된 디지털 피드백 전압에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 발생하는 제어부; 및 상기 게이트쉬프트클럭에 따라 게이트펄스를 발생하여 상기 액정표시패널로 공급하고 있는 상태에서, 상기 게이트펄스 제어신호가 입력되면 상기 게이트펄스 제어신호에 따라 상기 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 상기 액정표시패널로 공급하는 게이트 구동부를 포함한다.
본 발명은 액정표시패널이 구동되고 있는 상태에서 상기 액정표시패널의 아날로그 피드백 전압을 피드백하는 제 1 단계; 상기 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하는 제 2 단계; 및 상기 디지털 피드백 전압에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 상기 액정표시패널에 공급하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구성도로서, 타이밍 컨트롤러가 변환된 전압값에 비례되게 게이트펄스를 보상하여 주도록 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 발생하도록 구현한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 게이트라인(GL1 내지 GLn)의 교차부분에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터가 형성된 액정표시패널(110)과, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 게이트펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리(150)와, 백라이트 어셈블리(160)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(160)와, 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(170)와, 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(130)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(180)를 구비한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 액정표시패널(110)로부터 피드백되는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하기 위한 A/D 컨버터(210)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하고 A/D 컨버터(210)에 의해 변환된 디지털 피드백 전압에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 공급하는 타이밍 컨트롤러(220)를 구비한다.
액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 직교된다. 그리고, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부분에는 TFT가 형성되며, 이 TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급한다. 또한, TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인(GL1 내지 GLn)들을 경유하여 게이트단자에 공급되는 게이트펄스에 의해 턴-온되고, 이렇게 TFT가 턴-온되는 경우 데이터라인(DL1 내지 DLm)들 상에 공급된 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.
이러한 액정표시패널(110)은 게이트라인들(GL1 내지 GLn)들에 공급되는 전압에 의해 구동되기 때문에 입력된 전압에 비례하는 전압을 피드백시키는 특정을 갖는다. 이에 따라, 본 발명은 게이트라인들(GL1 내지 GLn)들을 통해 액정표시패널(110)에 공급된 전압(게이트펄스)에 비례하는 피드백 전압의 크기를 통하여 액정표시패널(110)에 입력된 게이트펄스의 스윙폭의 변화량을 확인할 수 있기 때문에, 액정표시패널(110)로부터 피드백되는 전압의 크기에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 자동으로 조절하여 주변의 고온 환경에 관계없이 항상 일정한 게이트펄스를 액정표시패널(110)에 공급할 수 있도록 하는 것이다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압 으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다.
그리고, 게이트 구동부(130)는 초기화 상태에서 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 발생하되, 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 비례하도록 게이트펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정하여 도 3의 (A)에 도시된 바와 같은 게이트펄스를 발생한다.
이와 같이 초기화 상태에서 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 발생된 게이트펄스가 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급되어 액정표시패널(110)을 구동시키고 있는 상태에서, 타이밍 컨트롤러(220)가 피드백 전압에 따라 게이트펄스 제어신호를 출력하면, 게이트 구동부(130)는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 발생하지 않고 게이트펄스 제어신호에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 액정표시패널(110) 상의 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다.
감마기준전압 발생부(140)는 액정표시장치(100)가 장착되는 시스템의 제어부(미도시)로부터 공급되는 0V 내지 3.3V의 전원전압(VCC)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.
백라이트 어셈블리(150)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 인버터(160)로부터 공급되는 교류 전압과 전류에 의해 발광되어 광을 액정표시패널(110)의 각 픽셀로 조사한다.
인버터(160)는 상기 시스템의 파워보드(미도시)로부터 인가되는 직류전압 12V나 24V를 교류전압으로 변환시켜 백라이트 어셈블리(150)로 공급한다.
공통전압 발생부(170)는 상기 시스템으로부터 전원전압(VCC)을 공급받아 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 액정셀(Clc)들의 공통전극에 공급한다.
게이트구동전압 발생부(180)는 상기 시스템으로부터 공급되는 3.3V의 전원전압(VCC)을 인가받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다.
A/D 컨버터(210)는 게이트 구동부(130)로부터 공급된 게이트펄스에 비례하는 아날로그 피드백 전압이 액정표시패널(110)로 피드백되면, 피드백된 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환시켜 타이밍 컨트롤러(220)로 출력한다.
타이밍 컨트롤러(220)는 디지털 비디오 카드(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다.
이와 같은 기능을 갖는 타이밍 컨트롤러(220)가 게이트펄스 제어신호를 발생하는 과정에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
초기화 상태에서, 타이밍 컨트롤러(220)는 게이트쉬프트클럭(GSC)을 게이트 구동부(130)로 출력하여 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 공급하도록 제어한다. 이렇게 공급된 게이트펄스에 의해 액정표시패널(110)이 구동되고 있는 상태에서, 타이밍 컨트롤러(220)는 A/D 컨버터(210)에 의해 변환된 디지털 피드백 전압이 입력되면, 게이트 구동부(130)로부터 액정표시패널(110)에 공급된 게이트펄스 전압과 디지털 피드백 전압의 차이값을 계산한다.
그리고, 타이밍 컨트롤러(220)는 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 큰지를 판단하여, 계산한 전압 차이값이 작으면, 이전의 게이트펄스의 스윙폭을 유지시키도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고, 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 이전에 출력된 게이트펄스와 동일한 스윙폭을 갖는 게이트펄스를 액정표시패널(110)로 공급한다. 여기서, 타이밍 컨트롤러(220)에 미리 설정된 기준전압은 0.01V로 설정될 수 있다.
만일, 타이밍 컨트롤러(220)는 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 크면, 전압 차이값에 비례되게 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 주도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고, 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 액정표시패널(110)로 공급한다.
여기서, 타이밍 컨트롤러(220)가 게이트펄스 제어신호로서 펄스폭변조(PWM : Pulse Width Modulation)신호를 발생하도록 본 발명을 구현할 수 있는데, 이렇게 PWM신호를 발생하도록 구현되는 경우, 타이밍 컨트롤러(220)는 계산한 전압 차이값에 따라 게이트 구동부(130)에 공급되는 PWM신호의 폭을 넓히거나 좁힌다. 즉, 타이밍 컨트롤러(220)는 계산한 전압 차이값이 클수록 PWM신호의 폭을 넓히고 계산한 전압 차이값이 작을수록 PWM신호의 폭을 좁힌다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도로서, 타이밍 컨트롤러와 별도로 구현된 제어부가 변환된 전압값에 비례되게 게이트펄스를 보상하여 주도록 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 발생하도록 개시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치(300)는, 도 4에서와 마찬가지로, 액정표시패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 감마기준전압 발생부(140), 백라이트 어셈블리(150), 인버터(160), 공통전압 발생부(170), 게이트구동전압 발생부(180), 그리고 A/D 컨버터(210)를 구비한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치(300)는, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하고 초기상태에서 게이트쉬프트클럭(GSC)을 게이트 구동부(130)에 공급하여 게이트펄스의 발생을 제어하는 타이밍 컨트롤러(310)와, 액정표시패널(110)이 구동되고 있는 상태에서 A/D 컨버터(210)에 의해 변환된 디지털 피드백 전압에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 공급하는 제어부(320)를 구비한다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 초기화 상태에서 타이밍 컨트롤러(310)로부터 공급되는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 발생하되, 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 비례하도록 게이트펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정하여 도 3의 (A)에 도시된 바와 같은 게이트펄스를 발생한다.
이와 같이 초기화 상태에서 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 발생된 게이트펄스가 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급되어 액정표시패널(110)을 구동시키고 있는 상태에서, 제어부(320)가 피드백 전압에 따라 게이트펄스 제어신호를 출력하면, 게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(310)로부터 공급되는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 발생하지 않고 제어부(320)로부터 공급되는 게이트펄스 제어신호에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 액정표시패널(110) 상의 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(310)는 디지털 비디오 카드(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다.
그리고, 타이밍 컨트롤러(310)는 초기화 상태에서 게이트쉬프트클럭(GSC)을 게이트 구동부(130)로 공급하여 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 공급하도록 제어한다.
제어부(320)는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 발생된 게이트펄스에 의해 액 정표시패널(110)이 구동되고 있는 상태에서, A/D 컨버터(210)에 의해 변환된 디지털 피드백 전압이 입력되면, 게이트 구동부(130)로부터 액정표시패널(110)에 공급된 게이트펄스 전압과 디지털 피드백 전압의 차이값을 계산한다.
그리고, 제어부(320)는 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 큰지를 판단하여, 계산한 전압 차이값이 작으면, 이전의 게이트펄스의 스윙폭을 유지시키도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고, 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 이전에 출력된 게이트펄스와 동일한 스윙폭을 갖는 게이트펄스를 액정표시패널(110)로 공급한다. 여기서, 제어부(320)에 미리 설정된 기준전압은 0.01V로 설정될 수 있다.
만일, 제어부(320)는 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 크면, 전압 차이값에 비례되게 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 주도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고, 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 액정표시패널(110)로 공급한다.
여기서, 제어부(320)가 게이트펄스 제어신호로서 PWM신호를 발생하도록 본 발명을 구현할 수 있는데, 이렇게 PWM신호를 발생하도록 구현되는 경우, 제어부(320)는 계산한 전압 차이값에 따라 게이트 구동부(130)에 공급되는 PWM신호의 폭을 넓히거나 좁힌다. 즉, 타이밍 컨트롤러(220)는 계산한 전압 차이값이 클수록 PWM신호의 폭을 넓히고 계산한 전압 차이값이 작을수록 PWM신호의 폭을 좁힌다.
한편, 제어부(320)는 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)에 공급하는 경우 게이트펄스 제어신호의 공급하고 있음을 알려주기 위한 신호를 타이밍 컨트롤러(310)에게 보낸다. 이에 대한 응답으로, 타이밍 컨트롤러(310)는 게이트쉬프트클럭(GSC)의 공급을 중지한다.
전술한 바와 같이 본 발명은 주변의 고온 환경에 의해 액정표시패널(110) 내부의 저항 성분이 변화되어 게이트펄스가 변화되는 경우, 액정표시패널(110)의 피드백 전압를 통해 게이트펄스의 변화량을 판단하여 변화된 전압값에 비례되게 게이트펄스를 보상하여 줌으로써, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같은 게이트펄스의 스윙폭이 항상 유지되도록 하여 풀차징이 이루어지도록 하는 것이다. 단, 본 발명에서와 같이 피대백 전압에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 주더라도 디스차징량은 변화되지 않는다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도로서, 도 4에서와 같이 타이밍 컨트롤러(220)가 게이트펄스 제어신호를 발생하여 게이트펄스를 보상하여 주는 과정을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 초기화 상태에서, 타이밍 컨트롤러(310)가 게이트쉬프트클럭(GSC)를 발생하여 게이트 구동부(130)로 공급하면(S601), 게이트 구동부(130)는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 게이트펄스를 공급하여 액정표시패널(110)을 구동시킨다(S602).
이렇게 액정표시패널(110)이 구동된 상태에서, 액정표시패널(110)의 아날로그 피드백 전압이 피드백되면(S603), A/D 컨버터(210)는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환시켜 타이밍 컨트롤러(220)로 공급한다(S604). 이어 서, 타이밍 컨트롤러(220)는 게이트쉬프트클럭(GSC)의 발생을 중지하고 게이트 구동부(130)로부터 액정표시패널(110)에 공급된 게이트펄스 전압과 디지털 피드백 전압의 차이값을 계산한다(S605).
이때, 타이밍 컨트롤러(220)는 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 큰지를 판단하여(S606), 계산한 전압 차이값이 크지 않으면, 이전의 게이트펄스의 스윙폭을 유지시키도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고(S607), 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 이전에 출력된 게이트펄스와 동일한 스윙폭을 갖는 게이트펄스를 액정표시패널(110)로 공급한다(S608).
판단결과 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 크면, 타이밍 컨트롤러(220)는 전압 차이값에 비례되게 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 주도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고(S609), 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 액정표시패널(110)로 공급한다(S610).
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방법에 대한 흐름도로서, 도 5에서와 같이 타이밍 컨트롤러(310)와 별도로 구현된 제어부(320)가 게이트펄스 제어신호를 발생하여 게이트펄스를 보상하여 주는 과정을 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 초기화 상태에서, 타이밍 컨트롤러(310)가 게이트쉬프트클럭(GSC)를 발생하여 게이트 구동부(130)로 공급하면(S701), 게이트 구동부(130)는 게이트쉬프트클럭(GSC)에 따라 게이트펄스를 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 게이트펄스를 공급하여 액정표시패널(110)을 구동시킨다(S702).
이렇게 액정표시패널(110)이 구동된 상태에서, 액정표시패널(110)의 아날로그 피드백 전압이 피드백되면(S703), A/D 컨버터(210)는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환시켜 제어부(320)로 공급한다(S704). 이어서, 제어부(320)는 게이트 구동부(130)로부터 액정표시패널(110)에 공급된 게이트펄스 전압과 디지털 피드백 전압의 차이값을 계산한다(S705).
그리고, 제어부(320)가 게이트쉬프트클럭(GSC)의 발생 정지를 요구하는 신호를 타이밍 컨트롤러(310)로 보내면(S706), 이에 대한 응답으로, 타이밍 컨트롤러(310)는 게이트쉬프클럭(GSC)의 발생을 중지한다(S707).
이때, 제어부(320)는 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 큰지를 판단하여(S708), 계산한 전압 차이값이 크지 않으면, 이전의 게이트펄스의 스윙폭을 유지시키도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고(S709), 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 이전에 출력된 게이트펄스와 동일한 스윙폭을 갖는 게이트펄스를 액정표시패널(110)로 공급한다(S710).
판단결과 계산한 전압 차이값이 소정 기준전압보다 크면, 제어부(320)는 전압 차이값에 비례되게 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 주도록 하기 위한 게이트펄스 제어신호를 게이트 구동부(130)로 출력하고(S711), 이에 따라 게이트 구동부(130)는 이 게이트펄스 제어신호에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 보상하여 액정표시 패널(110)로 공급한다(S712).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 액정표시패널의 피드백 전압에 따라 게이트라인들에 공급되는 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 주변의 고온 환경에 관계없이 항상 일정한 게이트펄스를 액정표시패널에 공급함으로써, 액정표시패널의 입력 데이터에 의한 차징이 모든 차징구간에서 일어날 수 있도록 하고, 이에 따라 최적의 화질을 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 액정표시패널로부터 피드백되는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하기 위한 A/D 컨버터;
    상기 A/D 컨버터에 의해 변환된 디지털 피드백 전압과 상기 액정표시패널에 공급된 게이트 펄스 전압의 차이값을 계산하여 상기 차이값에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 발생하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 게이트펄스 제어신호에 따라 상기 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 상기 액정표시패널로 공급하는 게이트 구동부
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 계산한 전압 차이값이 소정의 기준전압보다 크지 않으면, 피드백 전압의 피드백을 발생시킨 게이트펄스의 스윙폭을 유지시키도록 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 상기 게이트 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 계산한 전압 차이값이 소정의 기준전압보다 크면, 상기 액정표시패널에 공급되는 게이트펄스의 스윙폭을 전압 차이값에 비례되게 보상하여 주도록 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 상기 게이트 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 액정표시패널을 구동시키기 위한 초기화 상태에서 게이트쉬프트클럭을 발생하는 타이밍 컨트롤러;
    상기 액정표시패널로부터 피드백되는 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하기 위한 A/D 컨버터;
    상기 A/D 컨버터에 의해 변환된 디지털 피드백 전압과 상기 액정표시패널에 공급된 게이트 펄스 전압의 차이값을 계산하여 상기 차이값에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 발생하는 제어부; 및
    상기 게이트쉬프트클럭에 따라 게이트펄스를 발생하여 상기 액정표시패널로 공급하고 있는 상태에서, 상기 게이트펄스 제어신호가 입력되면 상기 게이트펄스 제어신호에 따라 상기 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 상기 액정표시패널로 공급하는 게이트 구동부
    를 포함하는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 계산한 전압 차이값이 소정의 기준전압보다 크지 않으면, 피드백 전압의 피드백을 발생시킨 게이트펄스의 스윙폭을 유지시키도록 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 상기 게이트 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 계산한 전압 차이값이 소정의 기준전압보다 크면, 상기 액정표시패널에 공급되는 게이트펄스의 스윙폭을 전압 차이값에 비례되게 보상하여 주도록 제어하기 위한 게이트펄스 제어신호를 상기 게이트 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 1 항, 제3항 내지 제5항, 제7항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이트펄스 제어신호는 펄스폭변조신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 액정표시패널이 구동되고 있는 상태에서 상기 액정표시패널의 아날로그 피드백 전압을 피드백하는 제 1 단계;
    상기 아날로그 피드백 전압을 디지털 피드백 전압으로 변환하는 제 2 단계; 및
    상기 디지털 피드백 전압과 상기 액정표시패널에 공급된 게이트 전압의 차이값을 계산하여 상기 차이값에 따라 게이트펄스의 스윙폭을 조절하여 상기 액정표시패널에 공급하는 제 3 단계
    를 포함하는 액정표시장치의 구동 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서, 상기 계산한 전압 차이값이 소정의 기준전압보다 큰지를 판단하여 크지 않으면, 상기 액정표시패널에 공급되어 상기 피드백 전압을 발생시킨 게이트펄스의 스윙폭을 유지시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서, 상기 계산한 전압 차이값이 소정의 기준전압보다 큰지를 판단하여 크면, 상기 액정표시패널에 공급되는 게이트펄스의 스윙폭을 전압 차이값에 비례하여 보상하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동 방법.
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